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【關(guān)鍵詞】節(jié)水灌溉;自動化;發(fā)展趨勢
引言
我國是世界嚴重缺水的國家之一,農(nóng)業(yè)是用水最大用戶,農(nóng)業(yè)用水總量4000億m3,占全國總用水量的70%,而目前我國農(nóng)田水分利用率和水分利用效率都比較低,其中農(nóng)田灌溉水的利用率平均僅為40%―50%左右,農(nóng)田對自然降水的利用率僅達到56%;農(nóng)田灌溉水的利用效率僅有1.0kg/m3左右;旱地農(nóng)田水分的利用效率為0.60―0.75 kg/m3。根據(jù)權(quán)威部門的預測結(jié)果,在不增加現(xiàn)有農(nóng)田灌溉用水量的情況下,2030年全國缺水高達1300億―2600億m3,其中農(nóng)業(yè)缺水500億―700億m3。加快發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè),不僅是解決我國水資源短缺、實現(xiàn)水資源高效利用的有力保障,同時也是保障糧食安全、生態(tài)安全和水資源安全的重大基礎(chǔ)戰(zhàn)略,可以大幅度增加農(nóng)民收入,有力地推動農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展,具有重要的戰(zhàn)略地位和深遠的意義。而當前我國在節(jié)水灌溉方面還基本停留在人工操作上,即使有些地方搞了一些灌溉工程自動控制系統(tǒng),但只是小面積的局部控制。真正具有擴展功能的大規(guī)模灌溉工程的計算機監(jiān)控系統(tǒng)應用還不多見。
灌溉自動控制模式與人工控制力式相比,具有節(jié)省水、肥、能量、殺蟲劑、人工等優(yōu)點,并可基本消除在灌溉過程中人為因素造成的不利影響,提高操作的準確性,有利于灌溉過程的科學管理和先進灌溉技術(shù)的推廣。同時通過灌溉控制器適時、適量地灌水,提高農(nóng)作物產(chǎn)量,有利于我國廣大農(nóng)村勞動力的轉(zhuǎn)移和農(nóng)村經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的調(diào)整,同時,對環(huán)境保護也起到一定的作用。
一、國外灌溉自動化技術(shù)的發(fā)展狀況
隨著全球性水資源供需矛盾的日益加劇,世界各國,特別是發(fā)達國家都把發(fā)展節(jié)水高效農(nóng)業(yè)作為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。發(fā)達國家在生產(chǎn)實踐中,始終把提高灌溉(降)水的利用率、作物水分生產(chǎn)效率、水資源的再生利用率和單方水的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益作為研究重點和主要目標。這些發(fā)達國家從最早的水力控制、機械控制,到后來的機械電子混合協(xié)調(diào)式控制,到當前應用廣泛的計算機控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等,控制精度和智能化程度越來越高,可靠性越來越好,操作也越來越簡便。
1、 電氣信息技術(shù)在灌溉控制中的應用
30年前,溝灌和漫灌幾乎全靠人力,自動化技術(shù)未能應用到灌溉工程中。真正的計算機控制灌溉源于以色列。該國最初把自動化控制技術(shù)應用到灌溉中的原因是:以色列足一個極其缺水的國家,從自然條件上講必須發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè);另一方面是出于中東安全的考慮,以色列人想通過自動化控制技術(shù)在家里控制農(nóng)田灌水,減少由于武裝沖突帶來的危險。最初的灌溉控制器是一個簡單的定時器,這可以看做是灌溉控制自動化的第一階段。隨著控制技術(shù)、傳感器及水的發(fā)展,以色列開發(fā)了現(xiàn)代診斷式控制器,這種控制器把以前不能采集到的信息通過不同的傳感器來獲得,通過互聯(lián)網(wǎng)、遠程控制、CSM等來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,然后通過計算機中的一些模型來處理信息,做出灌溉計劃。
2、人工智能在灌溉中的應用
由于土壤濕度傳感器的非線性以及其輸出延遲較大,采用傳統(tǒng)的反饋控制方法很難得到滿意的結(jié)果,而近幾年由于人工智能技術(shù)的發(fā)展,使得人工智能技術(shù)在節(jié)水灌溉中的應用顯示出廣闊的前景,其中包括用專家系統(tǒng)、模糊邏輯系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預測和建模,使得灌溉控制器用這些智能技術(shù)來及時、準確地預測環(huán)境參數(shù),同時控制這些參數(shù)使得它更適合于作物生長。糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在灌溉控制器中的應用較多,這些系統(tǒng)一般以土壤濕度傳感器測土壤水分,同時還通過自動天氣預報站估算出作物的蒸騰量,然后把這兩個信息經(jīng)模糊化后輸入到模糊控制器,模糊控制器經(jīng)模糊規(guī)則決策得出模糊輸出,再把該模糊輸出精確化傳送給執(zhí)行機構(gòu),控制電磁閥動作。如果該控制不能得到滿意的結(jié)果,則可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來優(yōu)化控制規(guī)則。
模糊控制不需被控對象的精確模型,它是根到另一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)去預測灌溉需求。根據(jù)人的手動經(jīng)驗或?qū)<业闹R來設(shè)計的。一個有經(jīng)驗的農(nóng)民能知道合適的灌溉時間和灌溉量,既然模糊控制能夠模擬人的推理能力。所以把模糊控制技術(shù)和傳統(tǒng)的控制方法結(jié)合將是非常有發(fā)展前途的。
二、國內(nèi)灌溉自動化技術(shù)發(fā)展狀況
國內(nèi)在開發(fā)灌溉自動控制系統(tǒng)方面處于研制、試用階段。能實際投入應用,且應用較廣的灌溉控制器還不多見。在開發(fā)的產(chǎn)品中有代表性的如中國農(nóng)業(yè)機械化研究院聯(lián)合多家單位研制的2000型溫室自動灌溉施肥系統(tǒng),該系統(tǒng)是國家“九五”科技攻關(guān)項目中自主研發(fā)的科技產(chǎn)品。該系統(tǒng)結(jié)合我國溫室的環(huán)境和實際使用特點,以積木分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理,解決了計算機適時閉環(huán)控制、動態(tài)監(jiān)測、控制顯示中文、施肥泵混合比可調(diào)、電磁閥開度可調(diào)等關(guān)鍵技術(shù)問題。該系統(tǒng)具
有手動控制、程序控制和自動控制等多種灌溉系統(tǒng)模式,可按需要靈活應用,在大連、北京等地已經(jīng)投入了應用。從系統(tǒng)運行情況來看,該系統(tǒng)有很好控制效果。取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。天津市水利科學研究所研制的溫室滴灌施肥智能化控制系統(tǒng)主要用于現(xiàn)代溫室,日光溫室作種物的灌溉營養(yǎng)液施肥,環(huán)境監(jiān)測的智能控制,采用世界先進的可編程序控制器和觸摸屏控制技自動灌溉控制器,性能可靠、功能齊全、人機界面友好、操作簡單、價格低廉,此控制系統(tǒng)的控制流量為15 m3h, 控制規(guī)模為1―2 hm2,能控制24路閥門,系統(tǒng)具有人工干預灌溉施肥功能,定時、定量灌溉施肥功能,條件控制灌溉施肥功能。北京澳作生態(tài)儀器有限公司的澳作智能節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)可與各種滴、噴灌系統(tǒng)連接,實時監(jiān)測土壤墑情,根據(jù)要求自動灌溉??刂品绞届`活,手動、半自動、全自動任選且可隨意在計算機上更改,可同時控制多個設(shè)備,受控區(qū)位置及形狀,環(huán)境參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)可同時顯示在中心計算機上。北京奧特思達科技有限公司研制的WT一02型微噴灌定時自動控制器,是一種供農(nóng)業(yè)、草坪、果園、溫室一般場合給水的電子灌溉自動控制系統(tǒng)。
1995年,許建中在大規(guī)模灌溉工程的計算機監(jiān)控系統(tǒng)中采用分散功能和集中管理,各局部系統(tǒng)(RTU)都能獨立工作,各RTU之間的信息則通過高速數(shù)據(jù)通道進行聯(lián)系,其控制方式包括時間控制、水量控制、時間水量綜合控制、綜合分析制。毛慎建、張和許一飛(1995年)在智能化灌溉控制器研制中,介紹了以803l單片機為核心的全自動化灌溉控制器,該控制器可以按照任意設(shè)定周期進行灌溉控制,也可以根據(jù)檢測的土壤水分狀況進行閉環(huán)控制,能夠控制多路灌溉系統(tǒng)進行多種方式灌溉,該系統(tǒng)已成功用于北京航空航天大學體育場,從投入運行的情況來看,情況良好。許吉力(2000年)以以色列和法國Richel溫室系統(tǒng)為對象,綜合分析了溫室灌溉系統(tǒng)的要求和特點,提出了一種以集散控制系統(tǒng)方式的溫室計算機控制系統(tǒng)的組成方式,采用了面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)和事件驅(qū)動方式,能及時響應用戶請求,使系統(tǒng)不但具有非常友好的人機交互界面,而且具有良好的實時控制功能,強大的信息查詢能力。胡清和桂玉屏(1999年)在采用計算機控制農(nóng)田灌溉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計中,介紹了一種低成本新型水傳感器,并把它用在農(nóng)田灌溉計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,該裝置成功應用于福建省漳州市甘蔗灌溉試驗站,取得了滿意的結(jié)果。朱長青、曹成茂(2001年)在多用途節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)研制中,介紹了一種以單片機控制為核心,能適應多種作物節(jié)水灌溉控制系統(tǒng),該系統(tǒng)研制時充分考慮各種作物的特點,綜合選擇與灌溉控制密切相關(guān)的三個因素作為綜合控制對象。其它國內(nèi)研制得自動灌溉控制器,還有直接用PC機進行控制的,這樣使成本增加,不易在田間較惡劣環(huán)境下使用等缺陷。
三、節(jié)水灌溉自動化技術(shù)發(fā)展趨勢
經(jīng)過多年的發(fā)展,國外灌溉控制器已逐步趨于成熟、系列化,但價格昂貴。國內(nèi)雖引進一些,但多數(shù)是農(nóng)業(yè)示范區(qū)、科研單位、高校,雖然國外生產(chǎn)的灌溉控制器性能優(yōu)越。但沒有考慮我國特殊的自然、氣候、土地資源、農(nóng)民經(jīng)濟狀況等因素,因而國外引進的灌溉控制器在國內(nèi)應用并不普及。國內(nèi)雖然有多家研制灌溉控制器。但多數(shù)是小規(guī)模、實驗和理論的探討,應用不夠普及,究其原因一則是開發(fā)性能完善的灌溉控制系統(tǒng)需要大量的人力、物力的投入,需要多部門、多學科的融合,這在一定程度上限制了性能完善、適應性強的控制器的開發(fā)。其次是現(xiàn)在開發(fā)出來的灌溉控制器價格昂貴,農(nóng)民盡管知道能節(jié)省人力、灌溉用水、提高產(chǎn)量,但由于一次性投資太大,多數(shù)農(nóng)民承受不起,這也在一定程度上限制了灌溉控制器的普及。
隨著中國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的加快、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、以及我國加入WTO等因素,可以預計對農(nóng)業(yè)灌溉自動化技術(shù)的要求會越來越高。灌溉控制器在我國將有巨大的市場。節(jié)水灌溉控制器近期在中國應朝著價格低、性能可靠、操作簡便的方向發(fā)展。但從長遠利益考慮,新的智能化技術(shù)、傳感技術(shù)和農(nóng)業(yè)科技的引入、應用和普及,將會有智能化程度更高、功能更強、性能更穩(wěn)定可靠的灌溉控制器出現(xiàn)。
結(jié)束語
綜上所述,西方發(fā)達國家在節(jié)水灌溉控制器的開發(fā)上已越來越成熟,且發(fā)展趨勢是研制大型分布式控制系統(tǒng)和小面積單片機控制系統(tǒng)。同時隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展,模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)為節(jié)水灌溉控制器的研制開辟了廣闊的應用前景。而國內(nèi)在灌溉控制器的研制方面還沒有形成規(guī)模大、應用范圍廣的成套灌溉控制產(chǎn)品,國內(nèi)的一些高爾夫球場等大面積場地灌溉控制,一般引用國外現(xiàn)成的成套灌溉控制產(chǎn)品。而廣大農(nóng)村可根據(jù)我國國情和各地經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展的實際情況,采取簡單可行的節(jié)水灌溉措施及相應的排灌機械和設(shè)備,大力發(fā)展可靠、實用、成本低、操作簡便的節(jié)水灌溉控制器,這樣做不僅具有廣闊的市場,而且具有巨大的社會和經(jīng)濟效益。
【參考文獻】
【1】毛慎建,張,許一飛.智能化灌溉控制器.北京農(nóng)業(yè)工程大學,1995(2)
關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù);應用;可持續(xù)發(fā)展
資料表明,世界上糧食增產(chǎn)中25%歸功于擴大耕地面積,75%歸功于提高單產(chǎn)。雖然單產(chǎn)的提高是綜合措施的結(jié)果,但灌溉卻是其中重要措施之一。隨著世界性水資源日益緊缺,水資源不足已成為制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要因素,要進一步發(fā)展灌溉面積就必須節(jié)約灌溉用水,大力發(fā)展農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)。
1農(nóng)業(yè)節(jié)水的主要措施
1.1發(fā)展渠道襯砌與管道輸水技術(shù)
輸水配水渠道的滲漏損失是農(nóng)田灌溉水量損失的重要組成部分。一般未襯砌的渠道輸水損失達40%~50%,開展渠道防滲是農(nóng)田灌溉節(jié)水的重要環(huán)節(jié)。為了提高灌溉輸水的利用率,世界許多國家都在致力于發(fā)展渠系襯砌、管道化工程。
1.2改進傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)
傳統(tǒng)灌溉方式由于灌水歷時長、用水量大、灌水不均勻等影響作物產(chǎn)量。所以,長期以來各國都在積極致力于對傳統(tǒng)地面灌溉技術(shù)的研究與改進,并創(chuàng)造了許多全新的方法。其中波涌灌(間歇灌)和激光控制平地畦田灌就是2種影響較大、效果較好的方法。
1.3推廣噴灌、微灌技術(shù)
噴灌、微灌技術(shù)可在傳統(tǒng)的溝、畦灌等地面灌溉基礎(chǔ)上節(jié)水30%~50%,節(jié)省勞力20%~90%。在節(jié)約用水量的同時改變了傳統(tǒng)的灌溉概念,能夠把含有肥料的水一滴滴地輸入作物根層的土壤中,使土壤中的水、肥、氣、熱保持協(xié)調(diào)關(guān)系,達到作物高產(chǎn)目的。
1.4充分利用咸水、廢水灌溉農(nóng)田
目前采用的方法能夠在空間和時間上預報出灌溉后的土壤溶液成分和土壤基質(zhì),據(jù)此判定土壤狀態(tài),并在一定的氣候條件下,參照土壤狀況選擇適宜種植的作物。耕作方式通常采用輪作制,即耐鹽和不耐鹽作物輪作,咸水、廢水與淡水輪灌,以避免土壤過度積鹽。
2有效利用水資源的新技術(shù)
2.1選育耐旱作物和節(jié)水品種
選育耐旱作物品種,是充分利用生物適應環(huán)境,以生物機能提高作物水分利用效率的重要途徑。耐旱作物一般在生長關(guān)鍵期能避開干旱季節(jié),抗逆性強,生長期能和當?shù)氐挠昙鞠辔呛希谟昙究焖偕L,以充分利用有限的降水。
2.2改進耕作方法與栽培技術(shù)
因地制宜,由多耕趨向于少耕、免耕;由淺耕趨向于深耕;由耕翻趨向于深松;由單一作物連作趨向于糧草輪作或適度休閑;重視水土保持,納雨蓄墑,合理施肥,以肥調(diào)水。
2.3推廣地面覆蓋技術(shù)
地面覆蓋具有抑制土壤蒸發(fā)、蓄存降水、保持土壤水分、提高土溫的優(yōu)點,分為有機物覆蓋、地膜覆蓋和化學覆蓋。有機物覆蓋就是利用農(nóng)作物秸稈、糠皮等材料進行地面覆蓋,有明顯的保墑節(jié)水效能;地膜覆蓋是一種用薄膜覆蓋的農(nóng)田技術(shù),能夠提高地溫,抑制蒸發(fā);此外,保水劑、抗蒸騰劑等化學覆蓋技術(shù)也得到了廣泛應用。
2.4采用調(diào)虧灌溉技術(shù)
調(diào)虧灌溉是根據(jù)灌溉對象的生長發(fā)育規(guī)律及生產(chǎn)的實際需要,有目的地不充分供給水分,使作物經(jīng)受水分脅迫,限制其某方面或某時期的生長發(fā)育,達到既節(jié)水又增產(chǎn)的效果。
3節(jié)水灌溉技術(shù)在新疆兵團的應用
3.1膜下滴灌技術(shù)的推廣
膜下滴灌是將覆膜種植技術(shù)與滴灌技術(shù)兩者互相結(jié)合的新型灌溉技術(shù)。通過生產(chǎn)實踐,膜下滴灌技術(shù)比常規(guī)灌溉節(jié)水30%以上,土地利用率提高5%~7%,單產(chǎn)提高20%左右,大幅度降低了農(nóng)民的勞動強度、提高了經(jīng)濟效益。由于這種先進生產(chǎn)方式的實施,帶來了農(nóng)業(yè)體制和組織形式的創(chuàng)新,出現(xiàn)了一大批家庭農(nóng)場,不僅有效節(jié)約了農(nóng)業(yè)用水,促進了地區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善;還為低成本高產(chǎn)出的農(nóng)牧產(chǎn)品提高了市場競爭力。至2006年,全國推廣微灌總面積66.67萬公頃以上,僅新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團就推廣38萬公頃。大田膜下滴灌技術(shù)是新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團近幾年來推廣應用節(jié)水灌溉項目中經(jīng)濟效益最高、生態(tài)效應最好的灌溉新技術(shù),具有廣闊的發(fā)展前景。
3.2滴灌自動化控制系統(tǒng)的應用
滴灌自動化技術(shù)把新疆兵團節(jié)水灌溉推上了一個省水、省工、增產(chǎn)、增效的新局面,實現(xiàn)了高層次決策控制,是膜下滴灌技術(shù)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。2002年,136團完成了33.33hm2棉田自動化控制系統(tǒng)滴灌試驗,實現(xiàn)通過田間土壤溫度傳感器、風向、風速、光照、降雨量和蒸騰傳感器進行自動化灌溉。隨后,121團、127團等地也建立了灌溉自動化控制系統(tǒng)示范區(qū),自動監(jiān)測預報農(nóng)田各項技術(shù)參數(shù),進行科學節(jié)水灌溉,2006年,兵團級棉花水肥高效利用基地“農(nóng)八師148團節(jié)水灌溉自動化控制項目”全面實施,該項目投入使用后,有效地減少人在田間的活動次數(shù),防止病蟲害傳播和蔓延。同年6月,全國最大面積400hm2棉田“自動化滴灌技術(shù)”在農(nóng)八師149團推廣試驗成功,達到了作物長勢室內(nèi)可視化,土壤墑情自動監(jiān)測化,灌溉自動化。
4節(jié)水技術(shù)的發(fā)展方向
4.1灌溉工程節(jié)水技術(shù)發(fā)展方向
輸水節(jié)水技術(shù)的發(fā)展方向是:為解決混凝土襯砌延伸性差、易開裂等缺點,試驗用鋼絲網(wǎng)等加筋混凝土替代常規(guī)混凝土襯砌。另外,隨著化學工業(yè)的發(fā)展和機械化施工技術(shù)的日益進步,膜料襯砌在渠系襯砌中的比重逐年增大,將有可能成為未來渠系襯砌材料發(fā)展的主方向。
噴、微灌技術(shù)的發(fā)展方向是:噴、微灌相互配合共同發(fā)展,發(fā)揚噴灌射程遠、效率高等優(yōu)點,克服噴灌能耗大、噴頭易堵塞等缺點;開發(fā)和研制新型灌溉設(shè)備,提高灌溉均勻度,克服滴灌系統(tǒng)易堵塞的缺點,并向低壓、節(jié)能型方向發(fā)展,減少傳動裝置能耗;灌溉設(shè)備標準化、系列化。
4.2科學管理與精準灌溉相結(jié)合
隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,通過地理信息技術(shù)實行灌溉管理自動化,成為農(nóng)業(yè)節(jié)水管理技術(shù)的發(fā)展方向。地理信息技術(shù)可實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程中對農(nóng)作物、土地、植保從宏觀到微觀的實時監(jiān)測,能夠?qū)ψ魑锷L發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環(huán)境改善進行定期信息獲取和動態(tài)分析,通過系統(tǒng)的診斷和決策,制定實施計劃,使農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。地理信息技術(shù)的快速發(fā)展為農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)和自動化、智能化管理提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ),并逐漸成為以可持續(xù)發(fā)展為目標的精準農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的核心技術(shù)。
5參考文獻
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關(guān)鍵詞:信息化技術(shù);農(nóng)田水利;工程項目
中圖分類號:S24 文獻標識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170432081
1 信息化技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應用優(yōu)點
1.1 有利于優(yōu)化水資源
農(nóng)田水利項目信息化能夠提升農(nóng)田水利的科學性和有效性,使用互聯(lián)網(wǎng)等新一代的信息技術(shù)能夠針對水資源進行科學有效的管理,提升農(nóng)業(yè)用水效益。信息化技術(shù)能夠準確檢測數(shù)據(jù),進行實時數(shù)據(jù)傳遞,結(jié)合當時的水文情況、氣象情況等資料進行數(shù)據(jù)分析,再根據(jù)結(jié)果進行科學決策,及時地調(diào)度水資源,保證水資源的合理分配,防洪抗旱,減少人民財產(chǎn)損失,提升水資源的綜合利用效率。
1.2 有利于精細灌溉
我國目前人口數(shù)量較多,因此水資源緊缺一直是重要問題,2013年我國的農(nóng)田灌溉水有效利用數(shù)據(jù)僅僅只有52%,我國的《農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,2020―2030年我國的農(nóng)田灌溉水資源有效利用數(shù)據(jù)需要達到55%或者是60%,為了完成目標必須要大力推進我國的農(nóng)業(yè)水資源利用效率,合理利用信息技術(shù)進行農(nóng)田水利灌溉,這樣可以根據(jù)土壤需要、空氣濕度、植物的需水量等進行精準的灌溉,不會出現(xiàn)水資源浪費,也不會出現(xiàn)水資源短缺影響農(nóng)田受益的情況,在很大程度上提升了水資源利用效率。
2 信息化技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應用
2.1 信息管理系統(tǒng)
灌區(qū)水利進行信息化應用,能夠幫助提供安全有效的技術(shù)支持,實現(xiàn)科學合理的水資源利用,其中的信息化系統(tǒng)主要包含有:水量分配、灌溉的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分配、村范圍識別、作物種類、面積、作物生長情況、土壤現(xiàn)狀、水利設(shè)施蓄水、供水情況、天氣預報、天氣情況、作物的需水量預測、灌溉時間預測等數(shù)據(jù)收集和整理分析,通過這個系統(tǒng),能夠隨時監(jiān)測農(nóng)田水利的各個工作環(huán)節(jié)、產(chǎn)生的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和歷史資料等,能夠更好地實現(xiàn)調(diào)度服務(wù)。信息系統(tǒng)主要的工作內(nèi)容就是信息采集、信息傳輸、網(wǎng)絡(luò)應用、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)存檔等,是信息化管理的基礎(chǔ)工作。
2.2 調(diào)度運行系統(tǒng)
需水量等各種實時信息收集起來之后,就需要調(diào)度運行系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)優(yōu)化分析,再由計算機通過調(diào)度模型計算,為決策人員提供可行的調(diào)度方案,調(diào)度運行系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)實施灌溉預報、優(yōu)化調(diào)配多處水源、實時監(jiān)控渠系水量和流量、多目標進行分析等一系列工作,有效節(jié)省了所花費的人力和時間。
2.3 監(jiān)測、運行控制系統(tǒng)
系統(tǒng)可以針對農(nóng)田灌區(qū)的降雨量、渠道進水口和出水口的水流量、水位等進行實時監(jiān)測,利用先進的計算機信息技術(shù)、通信技術(shù)實現(xiàn)自動控制,對于進水閘門、節(jié)制閘門等可以實現(xiàn)遠程控制管理工作。
2.4 水務(wù)公開系統(tǒng)
使用信息化網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),能夠統(tǒng)一管理灌區(qū)所有用戶的用水量和水費繳納等信息,其中主要有用水量、用水時間、水費消耗、水量分配、水價調(diào)整等信息,其中的所有記錄和憑證都由計算機統(tǒng)一進行管理,并建立相應的查詢系統(tǒng)。
2.5 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
水利灌溉信息化建設(shè)能幫助提升農(nóng)田水利的技術(shù)和管理,重點解決農(nóng)業(yè)植物的生長水需求問題。建立環(huán)境檢測系統(tǒng)能夠有效監(jiān)測到農(nóng)田。溫室中的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)條件,例如氣溫、濕度、土壤溫度還有土壤的濕度等各方面信息,并把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過信息系統(tǒng)進行分析實現(xiàn)生產(chǎn)的自動調(diào)節(jié)和控制。
2.6 自動控制系統(tǒng)
信息化系統(tǒng)中的自動控制系統(tǒng)是植物栽培管理能夠通過信息系統(tǒng)傳遞過來實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的系統(tǒng),由檢測儀器和聯(lián)網(wǎng)感知元件科學有效的確定具體的澆水時間、施肥時間、澆水量還有施肥量等工作,把農(nóng)田治理和管理工作變得更加科學化高效率化。
3 結(jié)語
隨著農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展速度逐漸加快,可以預計到以后農(nóng)業(yè)信息化系統(tǒng)在我國農(nóng)田水利建設(shè)中的應用會越來越多,技術(shù)也會越來越先進,隨著市場需求把灌溉技術(shù)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊⒅悄芑?。利用現(xiàn)代化的智能信息技術(shù)結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)集成,能夠有效升級傳統(tǒng)的噴灌、滴管和微管灌溉技術(shù),實現(xiàn)更高效的用水系統(tǒng),這將是未來我國農(nóng)田水利工作發(fā)展的重要目標。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:自動控制;農(nóng)田灌溉;電動閥門
0引言
在發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉中遇到了許多問題:一是灌溉工程配套差,重建設(shè)輕管理,使花重金建設(shè)的灌溉設(shè)備不能發(fā)揮應有的作用。二是投入嚴重不足,由于種植農(nóng)田效益較低,農(nóng)民根本沒有多余的資金投入到節(jié)水灌溉設(shè)備中。致實際節(jié)水灌溉面積保有量較少。三是節(jié)水灌溉技術(shù)基礎(chǔ)研究落后,信息技術(shù)、計算機自動控制等高新技術(shù)應用較少,其配套設(shè)備選擇余地少,且維護復雜限制了應用。四是用水計量手段不配套,尚未建立起灌溉用水總量控制和定額管理的體制等。
1主要工作原理及特點
(1)機械構(gòu)件組成如圖1所示。
圖1 機械構(gòu)件組成圖
主要由蝸輪蝸桿的碟閥和直流電動機組成。原碟閥的渦輪用齒輪A代替,C為碟閥閥體,齒輪B連接直流電機D并與齒輪A咬合,直流電機轉(zhuǎn)動時帶動碟閥工作。
(2)工作原理。當電動機通電工作時,帶動齒輪B轉(zhuǎn)動,通過齒輪間的咬合,使齒輪A轉(zhuǎn)動并帶動閥門開啟,當電動機通電方向相反時,電動機反轉(zhuǎn)并帶動閥門關(guān)閉。通過控制電動機通電的方向來控制閥門的開啟和關(guān)閉。
(3)電路的自停機構(gòu)如圖2所示。
E、F是兩個不同位置的觸點,小寫a、b、c是3條引出線,其工作原理是:當a、b兩條線經(jīng)觸點E接通時,閥門做關(guān)閉運轉(zhuǎn),當機械臂使觸點E斷開時,電動機停止轉(zhuǎn)動,此時正好使閥門關(guān)閉。當b、c兩條線經(jīng)過觸點F接通時,電動機做反方向運轉(zhuǎn),使閥門做開啟運轉(zhuǎn),當機械臂使觸點F斷開時,b、c兩條線斷路,電動機停止轉(zhuǎn)動,此時的閥門正好完全打開。
(4)觸點E、F的作用及特點。由E、F兩觸點的相對位置,決定了閥門開啟或關(guān)閉的狀況。對于碟閥其擋板開啟和關(guān)閉的相對位置是轉(zhuǎn)動900,因此E和F的位置相對中心點角度是900。E點是關(guān)閉點,F點是完全開啟點,它們共同點是觸點斷開電動機停止運行,這就是本裝置的特點所在。它的優(yōu)點是在24V或12V電壓下,觸點斷開瞬間,觸頭沒有打火現(xiàn)象,觸點離開的距離僅在1mm左右。觸點的壽命至少5萬次以上。由于觸點E、F制作簡單,使用時只要保持環(huán)境比較干燥即可。
2電動閥門在農(nóng)田灌溉中的適應性
(1)取材方便,成本較低。閥體采用蝸輪蝸桿的碟閥,把其手輪去掉用齒輪代替,電動機采用直流12V功率為16W的慢速電機。無論是碟閥還是直流電動機市場都大量供應,而且價格合理。
(2)耐壓高,壽命長。碟閥本身耐水壓較高,一般都在1000kPa以上,另外,碟閥閥體是由鑄鐵組成,耐腐蝕。內(nèi)部的密封橡膠墊,在常溫水流作用下,其分解風化的速度較慢。另外,使用直流慢速電動機工作的時間和頻率較少,一般是開啟和關(guān)閉閥門時僅在幾分鐘之內(nèi)完成,其他時間電動機處于斷電休息狀態(tài)。綜合各方面的技術(shù)指標,由碟閥和直流慢速電機組成的電動閥門壽命較長。
(3)關(guān)閉嚴密,對水質(zhì)沒有特殊要求,維護方便。由于碟閥本身是通過旋轉(zhuǎn)擋板來確定閥門是開啟還是關(guān)閉的,只要關(guān)閉點E的位置設(shè)置準確,閥門的關(guān)閉總是非常嚴密的,不受水流是否有雜質(zhì)的影響。水流中的雜質(zhì)不但影響閘閥的密封性,而且,影響最大的是電磁閥,電磁閥工作時無觸點,而且體積小、耐潮濕、價格低廉、規(guī)格多等優(yōu)點在自動控制中很受歡迎。但電磁閥工作時,要求經(jīng)過電磁閥的水質(zhì)不能有雜質(zhì),否則造成電磁閥關(guān)閉不嚴,為此在電磁閥進水口前加一過濾網(wǎng),過濾雜質(zhì)。在農(nóng)田灌溉中由于水量大、水源復雜、雜質(zhì)多等很容易堵塞電磁閥的過濾網(wǎng),給用戶的使用和維護帶來很大的麻煩。對于電動碟閥沒有過濾網(wǎng),只要沒有損壞,不需要經(jīng)常性的維護。
(4)減緩水錘的作用。由于采用慢速直流電機,閥門是逐漸開啟的、水流是逐漸加大的,減緩了水頭水錘對管道及出水設(shè)備的沖擊作用,保證地下管道的安全,提高灌溉系統(tǒng)的使用壽命。
(5)微耗電,節(jié)約能源。采用12V16W直流慢速電機,其正常工作電流100mA,而且僅在開啟或關(guān)閉過程中流通。當閥門完全開啟之后,即觸點斷開時,直流電動機停止轉(zhuǎn)動。在灌溉過程中直流電動機沒有消耗電能。由于是微耗電,12V直流電源可以由220V交流電獲得,也可以由蓄電池供給,為各種條件下農(nóng)田節(jié)水灌溉的控制,提供了形式多樣價格低廉的動力保障。
(6)控制電路簡單,接口電路方便。在計算機與控制閥門之間其信號的傳輸有無線傳輸和有線傳輸兩種,但對于處于接收信號的控制閥門,都是把一個微弱的信號轉(zhuǎn)換、放大成能夠控制電壓為12V繼電器的大的信號。接收電路采用數(shù)字編碼識別電路,對不同的閥門給予不同的數(shù)字編碼,可以接收有線信號,也可以接收無線信號。相位鎖存是把接收電路送來信號的相位鎖住、轉(zhuǎn)換、放大并控制繼電器。每一個閥門需要上述獨立的一套接收控制電路,為各用戶用水的計量、管理帶來方便。
(7)閥門的口徑、規(guī)格不受限制。由自動閥門的工作原理可知,用于控制流量的閥體C,其口徑的大小僅與電動機的功率有關(guān),口徑大需要的功率較大,其他結(jié)構(gòu)原理是一樣的。由于農(nóng)田地形及需求灌溉的多樣性,對于不同大小的地塊,不同的用戶,多少不同的輸水量,可以提供口徑大小不等、規(guī)格多樣的自動閥門,且各種口徑的閥門其輸水量是可以確定的。為定時定量管理用水提供技術(shù)保障。
(8)電動機的電壓、功率形式多樣,可供選擇余地較大。直流慢速電動機其工作電壓有6、12、18、24V等各種規(guī)格,功率大小規(guī)格齊全,對于不同的環(huán)境,可選用合適的工作電壓及功率。另外,市場也提供了轉(zhuǎn)速不同的電機。
(9)改裝及使用中應注意的問題。①碟閥變速箱中應注滿油,防潮防生銹。②主動齒輪、從動齒輪其表面附滿油,防止生銹。③直流電動機及觸點E、F應做防潮處理,特別是觸點應盡量隔絕與周圍空氣的交換,應做密封處理。④使用時,整個閥門置于距地面1.5~1.8m深的井下,防止冬季由于管道內(nèi)積水而凍壞閥門。
3應用前景
由接收電路可知,本裝置采用數(shù)字編碼方式接收信號,每一個閥門對應一組數(shù)字編碼,不同的數(shù)字編碼可以組成龐大的數(shù)字編碼組,足夠一個自然村子的使用。另外,由碟閥和直流慢速電機組成的自動控制閥門,其組成簡單質(zhì)量可靠,又采用數(shù)字化的接收,為實現(xiàn)計算機智能化控制奠定了基礎(chǔ)。
4結(jié)束語
綜上所述;近幾年,國家加大了對農(nóng)業(yè)灌溉設(shè)施的投入力度, 在農(nóng)田灌溉中,由于用水量大,水源情況復雜,對自動控制技術(shù)提出了較高的要求。在控制水路方面,目前應用較多的是電磁閥,實踐證明電磁閥僅適用于水量較少、水質(zhì)比較干凈的溫室大棚。在面積大用水量較多的農(nóng)田灌溉中,由于電磁閥本身的結(jié)構(gòu)原因,使其不適應水質(zhì)水源較復雜的農(nóng)田灌溉。
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1、節(jié)水灌溉的重要性
1.1 節(jié)水有利于減災,提高農(nóng)業(yè)收益
近年來,隨著大自然氣候的變化,如:干旱、冰雹、內(nèi)澇等災害性天氣越來越多,對農(nóng)業(yè)造成重要影響。為了減災,提高農(nóng)業(yè)收益,就需要大力發(fā)展節(jié)水灌溉工程,節(jié)水灌溉工程是有助于減災、防范干旱,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的重要基礎(chǔ),也是必備條件。
1.2 節(jié)約用水,提高水資源利用效率
我國的水資源分布不均衡,南方的降雨量多而北方的降雨量少。在廣大農(nóng)村,人們的節(jié)水意識還很淡薄,浪費水現(xiàn)象很嚴重。這就需要大力發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè),大力推廣節(jié)水灌溉工程,引進先進的灌溉技術(shù),以實現(xiàn)節(jié)約用水,最大限度地發(fā)揮水資源的作用。
1.3 有效改善生態(tài)環(huán)境
由于地理條件、氣候條件、土壤條件的差異,不同地區(qū)對水資源的需求也有差別,特別是干旱地區(qū)更需要大力發(fā)展節(jié)水灌溉工程,既可以改善水資源緊缺,還可以改善生態(tài)環(huán)境,有效的保護生態(tài)資源。
2、節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利工程中的應用
2.1渠道防滲技術(shù)
農(nóng)田水利工程灌溉過程中,水體輸送環(huán)節(jié)最為關(guān)鍵,其中要注意防滲保護,也就是要集中控制水資源傳輸中的下滲與損失,確保灌溉水體足數(shù)抵達農(nóng)田,這其中渠道防滲材料的選配十分重要。一般來說,農(nóng)田水利灌溉渠道多由砌筑石塊、防滲材料等構(gòu)筑而成,或者采用混凝土護面、預制面等來控制水體下滲與蒸發(fā),砌筑石料能夠控制70~80%的下滲量,對于混凝土渠道應該首選U 型渠,一方面能夠擴大渠道傳輸水量,另一方面也能縮小過水斷面,從而提高灌溉效率。
2.2步行式灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的運用
步行式灌溉技術(shù)與噴灌式灌溉技術(shù)有著相同的特點,即他們的運用都需要采用一定的機器設(shè)備才能實現(xiàn),而步行式灌溉技術(shù)較噴灌技術(shù)而言其灌溉的效果更好,同時運用起來更加方便。這種灌溉技術(shù)所采用的設(shè)備較噴灌技術(shù)所用的設(shè)備成本更為低廉,可以利用拖拉機進行有效的灌溉,設(shè)備的成本有了很大的下降。與微灌技術(shù)進行比較可以發(fā)現(xiàn),這種灌溉技術(shù)也是通過滴灌的方式來實現(xiàn)節(jié)水這一目的的,但是步行式灌溉技術(shù)的滴灌效率要大大超過微灌技術(shù),灌溉過程效率較高,而灌溉的成本也較噴灌技術(shù)更為低廉,可以被廣泛的應用到日常灌溉當中。
2.3低壓管道輸水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的運用
抵押管道輸水灌溉技術(shù)是建立相應的灌溉管道。這種地下的灌溉管道可以將水通過低壓的作用傳送到需要用水的農(nóng)田當中,減少了水資源運輸?shù)某杀竞屠速M。這種灌溉技術(shù)的應用需要有一定的壓水工具,構(gòu)建一種低壓的環(huán)境,在這樣的環(huán)境下實現(xiàn)水資源的運輸,從而降低水資源發(fā)生不必要的滲漏和浪費。這種灌溉方式可以有效的減少水資源的蒸發(fā)流失,提高農(nóng)田灌溉的效率,也對水資源進行了合理的保護。不同類型的節(jié)水灌溉技術(shù)可以結(jié)合農(nóng)作物的特點和農(nóng)田水利建設(shè)的過程進行應用,在進行合理科學的選擇之后對水資源進行合理的控制和保護,從而降低在農(nóng)田灌溉中水資源的不必要浪費。
2.4噴灌技術(shù)
農(nóng)田水利工程節(jié)水灌溉要達到兩大目標:①最大程度地滋養(yǎng)農(nóng)田作物;②提高水資源利用率,達到節(jié)水節(jié)能的目標。對此噴灌技術(shù)不失為農(nóng)田灌溉系統(tǒng)中最為理想、最為高效的技術(shù)之一,從目前來看,噴灌技術(shù)已經(jīng)成為農(nóng)田水利工程灌溉最為重要、應用最廣泛的技術(shù)。噴灌主要是借助水泵、動力設(shè)備等向水體施加壓力,再將噴灌設(shè)備置于規(guī)定的高度,水體抵達噴灌裝置,在自然力的作用下,水體透過細密的噴頭以線狀、絲形落向地面,滋潤所要灌溉的植物,最大范圍上滋養(yǎng)農(nóng)田。水體以細密的水流噴向地面農(nóng)田,一方面有效節(jié)省了水資源、控制了水體的浪費,另一方面也讓所噴出的水分充分流向農(nóng)田植物,充分發(fā)揮了其灌溉功能,達到了灌溉目標。同時,也正因為是細密的噴灌,才使得灌溉分布更為均勻、合理,農(nóng)作物得到了徹底的滋養(yǎng)。農(nóng)田噴灌技術(shù)具有一定的自然性、靈活性,主要的噴灌技術(shù)包括:固定噴灌、半固定噴灌、移動噴灌等,每一種噴灌方式都具有自身的優(yōu)勢與優(yōu)點,適用于不同的農(nóng)田環(huán)境。例如:固定式噴灌通常適合小范圍農(nóng)田,由于噴灌設(shè)備位置固定,水體噴灑的范圍相對有限;移動式噴灌技術(shù)則適合大范圍、大面積的農(nóng)田范圍,由于面積過大、需要灌溉的范圍較廣,就必須讓噴灌設(shè)備能夠轉(zhuǎn)移陣地、變動位置,從而達到全方位灌溉的目標。對于地形條件復雜的丘陵、山地、盆地農(nóng)田,則適合選擇移動式噴灌技術(shù),通過移動噴灌設(shè)備機動灌溉、靈活調(diào)整,確保任何一種地形條件下,每一個角落的農(nóng)田植物都能得到充足的水分滋養(yǎng)。最主要的是移動式噴灌能夠靈活控制灌溉量,從而節(jié)省水資源。
2.5滴灌技術(shù)
所謂滴灌技術(shù),就是根據(jù)作物自身所需要的水量,在根部土壤中將水通過低壓管道系統(tǒng)及毛管處安裝的灌水器緩慢且均勻地滴入。滴灌系統(tǒng)包括有首部樞紐、管道和滴頭三個部分。滴灌技術(shù)具有灌水量少、灌注時間長、灌注周期短等特點,而且能夠?qū)嗨窟M行準確的把握,避免浪費情況的出現(xiàn),通過自動化的方式對滴灌進行有效管理,相比于噴灌而言,滴灌節(jié)水增產(chǎn)的效果更加突出,同時能夠提升一倍以上的肥效。滴灌系統(tǒng)具有兩種,一種是固定式,另一種是半固定式。
總之,要客觀地面對水資源比較匱乏的現(xiàn)實,深入基層調(diào)查研究,采取必要措施來提高農(nóng)田灌溉用水的效率,保證農(nóng)田節(jié)水灌溉工程發(fā)揮應有的效能,為建設(shè)新農(nóng)村做出應有的貢獻。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:水資源;節(jié)水;觀念;技術(shù)
Abstract: the shortage of water resources to make water-saving irrigation of farmland have become increasingly prominent, the thesis expounds existing farmland water-saving irrigation problems and puts forward water-saving awareness, U type tank use, drip irrigation and film technology application, the application of computer technology and coping strategies.
Keywords: water resources; water saving; concept; Technology
[中圖分類號] S274[文獻標識碼]A[文章編號]
近些年來隨著工業(yè)化進程的快速推進,淡水資源被過多的使用,盡管我國幅員遼闊,但是水資源分布并不均衡,在一些水資源短缺的地區(qū)農(nóng)作物的生長受制于灌溉條件,在傳統(tǒng)的農(nóng)田灌溉中水資源不能最大程度的滿足農(nóng)作物生長使用,部分水資源被浪費,為了節(jié)約用水,農(nóng)田的節(jié)水灌溉就成了必要解決的問題。
1、農(nóng)田節(jié)水灌溉存在的問題
1.1認識不足
受制于農(nóng)村干部的管理水平和觀念,很多農(nóng)田灌溉的方式自由化,供給量大于農(nóng)作物生長需要量,淡水資源流入無關(guān)區(qū)域。有些農(nóng)村干部沒有受過高等系統(tǒng)的教育,認為水資源是無窮無盡的,河水會源源不斷的流入,沒有必要節(jié)約用水。農(nóng)民則取溝渠中的水,河道中的水,任其自由流淌,只要農(nóng)作物有水用就行,哪管水資源是不是被合理的利用,相關(guān)村干部也沒有組織學習教育,整體的認識不足使節(jié)水行動缺乏源動力。
1.2資金不足
在財政方面沒有節(jié)水灌溉專項撥款,往往是大的整體方向中少許的資金用向了農(nóng)田的節(jié)水灌溉,而這些資金不足以解決應用的需要,農(nóng)民靠土地耕種養(yǎng)家糊口,收入有限,自籌資金能力弱,這就使得節(jié)水灌溉步履維艱。農(nóng)田節(jié)水工程前期投入資金量大,而靠節(jié)約下來的水產(chǎn)生工程實際的經(jīng)濟節(jié)約意義,水的節(jié)約是慢慢累積的,這就在短期內(nèi)看不見切實節(jié)約的效果,又涉及節(jié)水工程的維護等附加投入,更是難以讓地方相關(guān)部門下定決心投入資金。沒有資金,任何節(jié)水措施的預想都只能成為紙上談兵。
1.3技術(shù)不足
我國的農(nóng)田水利工程建設(shè)能力照比國外的先進方式還有一定的差距,很大程度上受制于水利技術(shù)不成熟。近幾年我國加快了農(nóng)田水利建設(shè)的腳步,但是由于種種技術(shù)制約使得部分地區(qū)依舊采用大水漫灌和土渠輸水的方式,效率低下,水資源利用率不足50%。技術(shù)條件的欠缺有待相關(guān)部門給予大力支持盡快得到解決。
2、農(nóng)田節(jié)水灌溉解決措施
2.1節(jié)水灌溉意識提高
要使節(jié)水灌溉能夠順利實施與提高農(nóng)村干部和農(nóng)民節(jié)水意識密不可分。在思想上要讓干部和農(nóng)民足夠的意識到水資源已經(jīng)開始出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象,并且在以后的某一天也許淡水資源徹底從地球上消失,不僅是農(nóng)作物不能生長,就是人類也不能存活,我們生活中的水資源是寶貴的,不要讓最后一滴水成為人類的眼淚。通過農(nóng)村廣播,電視農(nóng)業(yè)頻道節(jié)目,宣傳手冊發(fā)放村委會組織講解等形式加大宣傳力度對相關(guān)知識進行普及,農(nóng)村的干部和農(nóng)民做到真正的提高節(jié)水灌溉意識。
2.2U型水槽運用
U型槽選擇塑料膠泥條及橡膠止水條作為渠道伸縮縫的原材料,橡膠止水條遇水能夠膨脹,有效的防止了渠道連接縫漏水的情況。U型水槽采用干支渠方式防止水資源的外滲,增強輸水能力,斗農(nóng)渠能夠在汛期加大對水源的攔蓄能力,控制雨水入滲量,結(jié)合土壤條件給予控制補償,提高了水資源利用率,在不同土壤條件下優(yōu)化調(diào)度,對水資源進行二次再分配。U型槽的運用將生態(tài)平衡理念引入到水資源合理利用中,水資源動態(tài)的循環(huán)形式中反而保證了整體的平衡,這對水資源分布的不均勻做了有效的彌補。U型槽是站在全局的角度,統(tǒng)籌解決旱澇的問題,在以往旱澇分而治之的方式上有了很大的突破,目前U型槽在農(nóng)田節(jié)水灌溉中已經(jīng)取得了部分成果,向后還需要加大力度推廣實施以滿足農(nóng)田灌溉更多的需要。
2.3滴灌和覆膜技術(shù)
滴灌的方法是將水和化肥以及農(nóng)藥等農(nóng)作物生長必需元素直接灌溉在農(nóng)作物的根部,并在根部用防水材料覆蓋,阻止水分的蒸發(fā),在最大程度上確保農(nóng)作物的吸收,產(chǎn)出與投入比例最大化。滴灌以最小不必要消耗為原則,這樣就最大程度滿足了農(nóng)田節(jié)水的需要,緩解了水資源短缺的現(xiàn)象。
2.4計算機技術(shù)
我國在計算機技術(shù)對節(jié)水灌溉的應用還處于初級探索階段,與國外對比在技術(shù)層面上還存在一定差距。美國加州已經(jīng)實現(xiàn)了利用計算機技術(shù)和傳感器設(shè)備結(jié)合的方式實現(xiàn)了自動化的灌溉,并且能夠通過軟件模塊的運行智能化的做好防蟲工作,也能夠根據(jù)天氣的變化對灌溉做出調(diào)整。這樣對農(nóng)田什么時候需要灌溉,灌溉多少,什么區(qū)間需要灌溉什么區(qū)間不需要灌溉就能了如指掌,利用計算機計算農(nóng)作物水分的蒸騰量、土壤水分的蒸發(fā)量,然后通過設(shè)定程序來更改淡水輸送管道中的水量和流速,需要多少輸送多少,這樣既能節(jié)省水資源,又節(jié)省了勞動力,是一種先進的農(nóng)田管理技術(shù),切實的實現(xiàn)了農(nóng)田的節(jié)水灌溉。我國應該引進先進的管理技術(shù)和方法并投入人力和資金研制出一套適合我國情況的計算機控制系統(tǒng),縮小與國外先進水平的差距,做到農(nóng)田節(jié)水合理灌溉。
3、結(jié)束語
總而言之,要使農(nóng)田節(jié)水灌溉得到發(fā)展就必須從人員、技術(shù)、資金等多方面加大投入力度,在農(nóng)村節(jié)水灌溉意識增強的前提下運用科學的技術(shù)手段和方法減少水資源的浪費,合理應用水資源進行灌溉,相信在社會對農(nóng)田節(jié)水灌溉關(guān)注度日益提升的帶動下農(nóng)田節(jié)水灌溉的前景會越來越好。
參考文獻:
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(湖北職業(yè)技術(shù)學院 ,湖北孝感,432000 )
摘要:本文介紹了一種噴灌機上的拉筋連接技術(shù),采用該結(jié)構(gòu)及制造工藝整體上提高了拉筋懸拉跨體的抗拉強度和抗疲勞強度,保證了噴灌機的正常使用和運行。
關(guān)鍵詞 :噴灌機;拉筋;圓角;
我國水資源僅占世界總量的6%,是比耕地資源(占世界總量的9%)更緊缺的資源,水資源不足已成為嚴重制約我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。在我國,農(nóng)田灌溉用水量占總用水量的70%~80%,而大田作物(小麥、玉米、地瓜等)的用水量占農(nóng)田灌溉用水的50%~60%,因此我國正在大規(guī)模實施節(jié)水增糧行動,要保證行動的順利實施,必須因地制宜選擇合適的噴灌技術(shù)。目前,為了實現(xiàn)機械化、自動化,從而節(jié)省勞動力、提高工作效率,一般都采用噴灌機進行灌溉,使用噴灌機時通常都采用拉筋懸拉整個跨體,但是現(xiàn)有的拉筋存在的主要問題是抗拉強度低,抗疲勞強度也低,從而影響噴灌機的使用壽命[1]。
1.工程概況
噴灌是一種具有節(jié)水、增產(chǎn)、節(jié)地、省工等優(yōu)點的先進節(jié)水高效灌溉技術(shù)。噴灌主要分管道式噴灌和機組式噴灌兩大類,各自又包括各種不同的形式,每種形式都有各自的適應場所,在噴灌發(fā)展形式上,世界各國各有特色。發(fā)達國家以發(fā)展機械噴灌為主,美國主要采用中心支軸式、滾移式、平移式等大型噴灌機。我國除少數(shù)大型農(nóng)場使用大中型噴灌機外,其他地方主要推廣的是管道式噴灌和較小型機組。
目前,國內(nèi)外應用較普遍的大型噴灌機為電力驅(qū)動中心支軸式全自動噴灌機和平移式大型噴灌機。兩種噴灌機對地形、氣候、土壤、作物都有不同的適用條件。其跨體結(jié)構(gòu)一般由桁架系統(tǒng)組成:由鋼管、角鐵、和拉筋組合而成,如圖1所示??珞w長度從40~60m,跨架組合:根據(jù)地塊大小,一般有5~10跨組合,面積從200~1200畝不等[2]。
2.新型拉筋連接的制造技術(shù)
為了解決現(xiàn)有的拉筋存在的主要問題是抗拉強度低,抗疲勞強度也低,從而影響噴灌機使用壽命的不足,本新型拉筋的設(shè)計包括拉筋桿1,拉筋桿1兩端通過加強區(qū)2與拉筋頭3連為一體,拉筋頭3與加強區(qū)2之間通過第一圓角4過渡,加強區(qū)2與拉筋桿1之間通過第二圓角5過渡。
1.拉筋桿,2.加強區(qū),3.拉筋頭,4.第一圓角,5.第二圓角
在圖2中,第一圓角采用較大的根部半徑,減少了應力集中,增加強度;該拉筋采用美國ASTM標準號A105鍛造合金鋼(成分C:≤0.35 Si:≤0.35 Mn:0.6-1.05 S:≤0.050 P:≤0.040,Cu≤0.4 Ni≤0.4Mo≤0.12 V≤0.08 Cr≤0.3)制成,拉筋頭二端采用中頻爐加熱,選用Kgps-300中頻感應加熱電源,功率:200KW,加熱到1300℃~1400℃后鍛造而成,熱鍛時,加強區(qū)直徑大于拉筋桿直徑,增加了抗拉強度,并且加強區(qū)與拉緊桿連接處通過圓角過渡,也提高了抗疲勞強度,這樣提高了整體抗拉強度,按圖3拉筋頭與連接套組裝時直徑配合緊密安裝,從而保證了頭部圓周負載的一致性,整體上提高了抗拉強度和抗疲勞強度,用于懸拉整個跨體重量,極大提高了系統(tǒng)使用的可靠性,它是構(gòu)成噴灌機跨體結(jié)構(gòu)的重要零件,保證了噴灌機的正常使用和運行[3]。
3.結(jié)語
由于采用該創(chuàng)新的新型拉筋連接的制造技術(shù),解決了現(xiàn)有的拉筋存在的抗拉強度低,抗疲勞強度也低,從而影響噴灌機使用壽命的主要問題,保證了噴灌的可靠性,降低噴灌設(shè)備對地形要求,可以節(jié)省大量農(nóng)田地面平整的工程量,大大減少田間內(nèi)部溝渠、田埂的占地,增加了實際播種面積,提高耕地利用率,可廣泛實用噴灌設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
參考文獻
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[關(guān)鍵詞]節(jié)水;電子技術(shù) ;灌溉
近幾年來,我國高度重視和加強水利設(shè)施建設(shè),以節(jié)水改造為中心,切實加強農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。實施了小型農(nóng)田水利工程、灌區(qū)節(jié)水改造與續(xù)建配套、節(jié)水增效示范、末級渠系改造、水權(quán)轉(zhuǎn)換等工程項目,有效提高了水資源調(diào)控能力和利用效率。在設(shè)施農(nóng)業(yè)和特色農(nóng)業(yè)種植區(qū),推行了低壓管灌、滴灌、噴灌等現(xiàn)代化節(jié)水灌溉技術(shù),推動了現(xiàn)代節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
一、 我國水資源的基本現(xiàn)狀
首先,水資源是指可資利用或有可能會被利用的水源,可以用的水源必須具有足夠的數(shù)量和較高的質(zhì)量,并且必須是可以定期更新補充、可持續(xù)利用的。但是事實上,我國是一個水資源比較短缺、淡水資源總量為28000億立方米,占全球水資源的6%,僅次于巴西、俄羅斯和加拿大,居世界第四位,但人均只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4、美國的1/5,在世界上名列121位,如果按人均水資源量來計算,我國人均占有量僅僅有2500m3,大約為世界人均水量的1/4,已經(jīng)被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。
其次,我國農(nóng)業(yè)水資源利用也存在問題 ,水資源利用的效率比較低,并且浪費嚴重。現(xiàn)在我國水資源短缺與浪費的情況并存,同時由于我國對水資源的利用屬于粗放低效利用,所以這就又加劇了水資源短缺程度?,F(xiàn)有的農(nóng)業(yè)資源管理體制已經(jīng)不能適應市場經(jīng)濟發(fā)展對農(nóng)業(yè)資源利用和保護的要求,這是造成目前我國水資源短缺以及低效利用、水資源污染等問題的主要原因。
最后,據(jù)監(jiān)測,目前全國多數(shù)城市地下水受到一定程度的點狀和面狀污染,且有逐年加重的趨勢。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能,進一步加劇了水資源短缺的矛盾,對我國正在實施的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略帶來了嚴重影響,而且還嚴重威脅到城市居民的飲水安全和人民群眾的健康。
二、節(jié)水灌溉技術(shù)及發(fā)展趨勢
我國的節(jié)水灌溉技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢:一是噴灌技術(shù)仍為大田農(nóng)作物機械化節(jié)水灌溉的主要技術(shù),其研究方向是進一步節(jié)能及綜合利用。不同噴灌機型有各自的優(yōu)缺點,要因地制宜綜合考慮。軟管卷盤式噴灌機及人工移動式噴灌機比較適合我國國情。二是地下灌溉已被世人公認是一種最有發(fā)展前景的高效節(jié)水灌溉技術(shù)。盡管目前還存在一些問題,應用推廣速度較慢,但隨著關(guān)鍵技術(shù)的解決,今后將會得到一定的發(fā)展。三是地面灌溉仍是當今世界占主導地位的灌水技術(shù)。隨著高效田間灌水技術(shù)的成熟,輸配水有低壓管道化方向發(fā)展的趨勢。四是農(nóng)業(yè)高效節(jié)水灌溉技術(shù)管理水平越來越高。應用專家系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)資源數(shù)據(jù)庫、模擬模型等技術(shù)的集成,達到時、空、量、質(zhì)上的精確灌水,是今后攻關(guān)的重點。
目前,比較有發(fā)展?jié)摿Φ墓?jié)水灌溉新技術(shù)是:一是與生物技術(shù)相結(jié)合的作物調(diào)控灌溉技術(shù)。 就是從作物生理角度出發(fā),在一定時期主動施加一定程度有益的虧水度,使作物經(jīng)歷有益的虧水鍛煉,改善品質(zhì),控制上部旺長,實現(xiàn)矮化密植,到達節(jié)水增產(chǎn)的目的。二是應用3S技術(shù)的精細灌溉技術(shù)。就是運用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS),遙感技術(shù)(RS)和計算機控制系統(tǒng),實時獲取農(nóng)用小區(qū)作物生長實際需求的信息,通過信息處理與分析,按需給作物進行施水的技術(shù),可以最大限度提高水資源的利用率和土地的產(chǎn)業(yè)率。這是農(nóng)田灌溉學科發(fā)展的熱點和農(nóng)業(yè)新技術(shù)革命的重要內(nèi)容。 三是智能化節(jié)水灌溉裝備技術(shù)。就是把生物學、自動控制、微電子、人工智能、信息科學等高新技術(shù)集成節(jié)水灌溉機械與設(shè)備,適時地檢測土壤和作物的水分,按照作物不同的需水要求來實施變量施水,達到最優(yōu)的節(jié)水增產(chǎn)效果。
三、自動化控制和傳感器的有機結(jié)合
節(jié)水灌溉自動化控制系統(tǒng)主要由中心主控系統(tǒng)(主計算機、控制柜)、電磁閥、田間信息采集傳感器(可測土壤濕度絕對值)、氣象觀測站(可測量氣溫、風向、風速)、數(shù)據(jù)采集指令傳輸?shù)韧ㄓ嵲O(shè)備組成。應用節(jié)水灌溉自動化系統(tǒng),不僅可以提高資源利用率,緩解水資源日趨緊張的矛盾,還可以增加農(nóng)作物的產(chǎn)量,降低農(nóng)產(chǎn)品的成本。
田間信息采集傳感設(shè)備就是能夠感受規(guī)定的被測量物并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可以輸出信號的器件或裝置。自動化灌溉可能設(shè)計的傳感器主要分為:土壤類、作物類、氣象類及系統(tǒng)類傳感器。主要測量土壤水分、養(yǎng)分、溫度;作物水分、養(yǎng)分、長勢;氣象類的光照、蒸發(fā)、風速、雨量及系統(tǒng)類的水壓、閥門狀態(tài)、流量、水質(zhì)等數(shù)據(jù)資料。通過數(shù)據(jù)采集指令傳輸系統(tǒng)上傳至中心主控制系統(tǒng),通過中心主控制系統(tǒng)安裝的各類自動化監(jiān)測軟件系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進行分析,再以數(shù)值和曲線形式顯示歷史與實時參數(shù)值和變化曲線,并進行信息實時報警與記錄。系統(tǒng)根據(jù)實時采集的數(shù)據(jù)與相應的灌溉需求量的設(shè)定值進行比較判斷,來控制電磁閥開啟和延續(xù)時間長短,實現(xiàn)智能控制,同時系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)獲取天氣信息,以作預先性處理??刹杉降臄?shù)據(jù)有大氣溫度、大氣相對濕度、土壤水勢、土壤含水量、降雨量、地下水位、蒸發(fā)量。
四、結(jié)束語
水是人類生存不可缺少的物質(zhì),但水資源的狀態(tài)和使用方式是可以改變的。經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的同時必須考慮水資源的承載能力,要考慮農(nóng)業(yè)水資源的可持續(xù)發(fā)展。水資源不可能像能
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源等通過尋找替代來解決其貧乏危機,水資源的可持續(xù)道路有其自身特點。水資源的高效與可持續(xù)利用是包括水工程安全、水污染控制與治理技術(shù)、水資源利用與合理配置、水污染控制與治理技術(shù)必須時時刻刻地與水資源的可持續(xù)發(fā)展相結(jié)合。隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展和國家對農(nóng)業(yè)投入的增加,節(jié)水灌溉技術(shù)日益受到人們的重視,微噴、滴灌等新技術(shù)得到越來越廣泛的應用,并取得了良好的經(jīng)濟效益。把自動控制技術(shù)和節(jié)水灌溉技術(shù)結(jié)合起來,對提高節(jié)水灌溉的自動化水平,更快更準確地掌握作物的生長情況、生長環(huán)境及生長規(guī)律,更精確更及時地控制灌溉,節(jié)約勞動力,提高對農(nóng)業(yè)投入的經(jīng)濟效益具有重要的意義??偠灾?,節(jié)水灌溉工程推廣,任重而道遠。我們有理由相信,通過節(jié)水灌溉的逐步推廣使用,實現(xiàn)水資源的科學開發(fā),實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用,指日可待。
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關(guān)鍵詞:機械;先進技術(shù);農(nóng)業(yè)生產(chǎn);農(nóng)產(chǎn)品
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,機械化生產(chǎn)模式不僅僅在工業(yè)生產(chǎn)中得到推廣,并在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛運用。機械作用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中改變了過去人力勞作下的現(xiàn)狀,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。分析農(nóng)業(yè)機械的幾種類型,研究先進技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的具體應用,對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展有著重要意義。
1農(nóng)業(yè)機械的種類研究
隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動逐漸走向機械化時代。在過去時代中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動主要是依靠農(nóng)民的手工勞作,這種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式存在低效率、低質(zhì)量等問題。在科學技術(shù)不斷進步的今天,農(nóng)業(yè)機械的使用以及得到廣泛的普及。農(nóng)業(yè)機械作用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅加快了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率,還提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量,并且還改善了過去形勢下手工作業(yè)存在的很多問題,如水資源浪費、農(nóng)產(chǎn)品加工保護不到位等,還受到天氣、人身因素的限制。總之,農(nóng)業(yè)機械的廣泛運用推進了我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的進程,為我國總體經(jīng)濟的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的不同環(huán)節(jié),可大致把農(nóng)業(yè)機械分為以下幾種類型。
1.1農(nóng)田建設(shè)
農(nóng)田建設(shè)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為重要的環(huán)節(jié),利用農(nóng)業(yè)機械進行農(nóng)田建設(shè)可提高農(nóng)田建設(shè)的效率和質(zhì)量[1]。只有首先保證農(nóng)田建設(shè)的較為完善且不存在問題,才能確保后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的順利進行。如水利建設(shè)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為重要,優(yōu)質(zhì)的水利建設(shè)可確保在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有充足的水資源利用,甚至會對農(nóng)田起到一定的保護作用,如防范水災等。
1.2土壤耕種
土壤的好壞直接影響到后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,農(nóng)作物的種植和培育都需要在符合農(nóng)作物生長的土壤環(huán)境下進行。過去階段下,大多數(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中都利用動物勞作進行土壤耕種,如利用牛來翻土。雖然這種勞作方式節(jié)省了人力,但由于動物馴化難及存在一些不穩(wěn)定因素,導致翻土效率并不是很高。利用農(nóng)業(yè)機械進行土壤耕種,不僅提高了土壤耕種的效率,還加強了其質(zhì)量,從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供良好的土壤環(huán)境。
1.3種植施肥
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中,農(nóng)作物在生長過程中要不斷地進行施肥。施肥的目的是為了確保農(nóng)作物在生長過程中擁有充分的養(yǎng)料,避免因為養(yǎng)分的缺乏導致農(nóng)產(chǎn)品發(fā)育不良。過去階段中,農(nóng)民單單依靠人力進行施肥,如手工噴灑等。這種施肥方式存在很多弊端,一是費時費力,往往完成一塊田的施肥工作需要很長時間;二是質(zhì)量不高,存在噴灑不均勻等現(xiàn)象,導致農(nóng)產(chǎn)品生長參差不齊[2]。而利用農(nóng)業(yè)機械進行種植施肥工作,改變了過去階段中費時費力的現(xiàn)狀,還能均勻施肥,保證農(nóng)作物均勻生長。
1.4農(nóng)田灌溉
農(nóng)田灌溉也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中極為重要的環(huán)節(jié),農(nóng)產(chǎn)品的生長過程中不僅需要一些必要的養(yǎng)分,還需要吸收一定分量的水。過去形勢下,農(nóng)田灌溉工作主要是通過人力進行,在灌溉速度和效率上遠不如農(nóng)業(yè)機械灌溉高;并且,利用灌溉類機械進行農(nóng)田灌溉,灌溉范圍遠比手工灌溉大。
2先進技術(shù)種類研究
2.1水產(chǎn)品養(yǎng)殖技術(shù)
現(xiàn)階段,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)先進技術(shù)中,水產(chǎn)品的養(yǎng)殖技術(shù)具有較高的實用性價值。過去形勢下,我國水產(chǎn)品養(yǎng)殖由于沒有利用到科學的、先進的技術(shù),生產(chǎn)效率和質(zhì)量受到很多因素的制約。在制約因素中,最主要的還是養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的問題。不同水產(chǎn)品對水環(huán)境的需求不一樣,如溫度、酸堿度等,沒有控制好這些因素,不僅會造成水產(chǎn)品養(yǎng)殖的產(chǎn)量達不到標準,甚至會造成養(yǎng)殖風險,如水產(chǎn)品大面積死亡等。我國過去由于水環(huán)境沒有控制到位的水產(chǎn)品生產(chǎn)活動,觸發(fā)養(yǎng)殖風險的事件屢屢發(fā)生。利用先進技術(shù)進行水產(chǎn)品養(yǎng)殖,不僅能提高水產(chǎn)品的產(chǎn)量,還降低了養(yǎng)殖風險發(fā)生的幾率,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和效益。水產(chǎn)品養(yǎng)殖的先機技術(shù)內(nèi)容繁多,大致是一些改善養(yǎng)殖環(huán)節(jié)或預防疾病等技術(shù),如檢測水的酸堿度,利用化學物質(zhì)進行合理調(diào)控。利用加溫、降溫技術(shù),合理控制養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的溫度。檢測水產(chǎn)品是否存在疾病隱患,出現(xiàn)疾病合理分析病因,并給出相應的解決措施。
2.2無公害蔬菜的種植技術(shù)
無公害蔬菜的種植技術(shù)也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)中的重點內(nèi)容。隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展,農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)效率及質(zhì)量越來越高。但當今社會,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不僅要滿足人民群眾基數(shù)造成的數(shù)量需求大的問題,還要滿足人民對農(nóng)產(chǎn)品的安全需要。我國近些年來不斷曝光一些農(nóng)產(chǎn)品的安全問題,如一些不法分子為了加快生產(chǎn)速度和數(shù)量,而利用對人體有害的化學物質(zhì)進行生產(chǎn),這種情況下生產(chǎn)出來的產(chǎn)品危害著人們的身體健康。并且,一些農(nóng)作物還殘留農(nóng)藥成分,也同樣帶來不安全因素。所以,在這種背景下,生產(chǎn)無公害蔬菜已成全民所向。無公害蔬菜的種植技術(shù)大體可分為改善土壤環(huán)節(jié)、杜絕有害化學物質(zhì)的使用、利用綠色健康的生產(chǎn)技術(shù)等。如優(yōu)化對肥料的使用,設(shè)計科學合理的肥料使用規(guī)劃,提高肥料使用效率。為避免利用化學物質(zhì)進行除蟲除草,可利用生物技術(shù)或其他無公害技術(shù)等[3]。
3先進農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的具體應用研究
3.1節(jié)水灌溉
節(jié)約用水是現(xiàn)代社會每個公民所應有的責任,在任何行業(yè)生產(chǎn)活動中也必須貫徹落實節(jié)約用水的理念。水是人類生存所需要的必不可少的資源。近些年來,隨著現(xiàn)代化建設(shè)的不斷深入,對水資源的利用程度也越來越大,在這其中難免發(fā)生浪費水資源的問題。同樣,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也需要充足的水資源,但過去形勢下由于科學技術(shù)不高,節(jié)約用水的意識淡薄,導致水資源的利用效率不高,并且存在浪費等現(xiàn)象。如進行農(nóng)田灌溉,由于人工灌溉存在的缺陷,其灌溉極不均勻?,F(xiàn)階段,農(nóng)業(yè)灌溉機械中普遍應用了節(jié)水技術(shù),通過節(jié)水技術(shù)不僅提高了灌溉的效率及質(zhì)量,還避免水資源浪費的現(xiàn)象[4]。尤其是自動化灌溉機械,利用計算機進行控制,合理計算所需要灌溉水量的數(shù)值,呈網(wǎng)絡(luò)化分布式的灌溉手段,及時進行開關(guān)控制,從而避免水資源的浪費,提高灌溉效率。
3.2后續(xù)農(nóng)作物加工
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,一些特殊的農(nóng)作物只有經(jīng)過后續(xù)的加工之后才可以在市場上流通。如油菜籽,在油菜成熟以后,首先要進行收獲,但收獲來的油菜還需要進行加工獲得油菜籽才能進行相應的買賣活動。在過去,油菜籽的加工主要通過人力完成,利用一些木質(zhì)或塑料工具,搖晃使油菜籽脫皮。這種方式需要付出大量的人力,效率低下,在量大時要勞作數(shù)天,并且部分油菜籽還沒有脫皮就被處理掉了,導致出現(xiàn)浪費現(xiàn)象。而運用機械化設(shè)備進行油菜籽脫皮工作時,可有效避免出現(xiàn)以上這些問題,不僅節(jié)省了油菜籽脫皮的時間,提高了油菜籽蛻皮工作的效率,還改善了過去浪費等現(xiàn)象,提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益。
3.3農(nóng)田保護技術(shù)
農(nóng)田保護技術(shù)也是現(xiàn)代先進技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應用成果。過去農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,由于各種原因?qū)е罗r(nóng)田土質(zhì)越來越差,過度地使用農(nóng)藥或化肥改變了農(nóng)田土壤的化學性質(zhì),久而久之就無法再進行種植。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,土質(zhì)改良技術(shù)已經(jīng)逐漸被運用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。如改善土壤酸堿性、增加土壤肥力、消除土壤中殘留的化學物質(zhì)等,可以通過配置無危害的改善藥劑,通過機械均勻噴灑來改善土質(zhì);還可以設(shè)計科學合理且具有針對性的水利工程,利用機械設(shè)備建設(shè),從而避免因水的問題而導致土壤環(huán)境的變差??傊冗M技術(shù)應用在農(nóng)業(yè)機械中,可以有效地保護農(nóng)田,延長農(nóng)田的耕種壽命,從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動建立良好的土壤環(huán)境[5]。
4結(jié)語
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸由過去的手工勞作逐漸轉(zhuǎn)化為機械勞作,大大提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率及質(zhì)量。并且,近些年來隨著一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)先進技術(shù)的不斷研發(fā),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了新的格局。通過先進技術(shù)和農(nóng)業(yè)機械相結(jié)合,發(fā)揮機械和先進技術(shù)的優(yōu)勢,從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量[6]。
參考文獻
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